JPH07237003A - 旋盤治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストン形状の工作物を旋削するにあたり、
これを正確な加工位置に位置決めし、かつ無理な力を加
えることなく芯出し状態に保つことで工作不良を防止で
きる旋盤治具を提供する。 【構成】 工作物（１０３）の主軸方向の位置決めにか
かわるワークシート（２５）、押棒（１１）を工作物頂
面裏側の中心位置に向けて偏倚させる手段（ばね２７）
を有するクランプ治具（１）と、工作物頂面周囲部に当
接して主軸方向に位置決め可能なワーク受部材（８）、
センターピン（６）を工作物頂面中心位置に向けて偏倚
させる手段（ばね２２）を有する回転センター装置
（２）とを具備し、偏倚させる手段同士の偏倚力をほぼ
釣合わせるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、旋盤治具に関し、詳し
くはピストンなど有底筒状体の工作部を旋削時に芯出し
状態に保持するための旋盤付属品として用いられる旋盤
治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこのような旋盤治具として旋盤の
主軸側に装着される位置決め保持装置に図４に示すよう
なものが知られている。ここで、１０１はその主軸、１
０２は主軸１０１に位置決めされ、工作物（本例の場合
はエンジンのピストン）１０３のスカート内腔部に嵌め
合わされてピストン１０３の長手方向の旋削位置を規制
しているロケータ、１０４はロケータ１０２にブロック
１０５を介してねじ１０６により固定されたキー構造に
よる回り止め（ケレー）であり、このケレー１０４はピ
ストン１０３の内腔部ピンボス間に嵌め合わさせること
で、ピストン１０３に主軸１０１側の回転力を伝達す
る。なお、ピストン１０３のヘッド頂面には加工時にそ
の芯出し位置を保持するためにボス部１０３Ａが穿設さ
れていて、このボス部１０３Ａに穿設された不図示のセ
ンタ孔に対向側からセンターピン１０７が嵌合され加工
中ピストン１０３を芯出し状態に保つ。センターピン１
０７はクイル１０８に回転自在に保持されており、ピス
トン１０３の加工中ピストン１０３に向けて押付けられ
た状態に保たれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、主軸１０１側に保持された状態で加工
されるピストン１０３に対し、その頂面センターにセン
ターピン１０７を押付けた形で芯出し状態を保持するよ
うにしているため、その押圧力が頂面からピストンヘッ
ドに伝達され、その変形がピストン１０３全体に影響
し、加工不良を生じる。また、ピストン１０３の長手方
向の位置決め状態が専らロケータ１０２によって保持さ
れるように構成されているため、上述した変形の影響と
の相乗作用によりピストン溝の形成位置に狂いが生じ
る。

【０００４】なお、以上の欠点を除くために、ピストン
１０３ヘッドの内側から上述のボス部１０３Ａの裏側に
あたる部分に当接し、センターピン１０７を介して受け
る押圧力を受け止めるようにすることが考えられる。し
かし、ピストンヘッドの肉厚にはばらつきがあり、その
上、ピストン１０３のヘッドを中心部分のみ集中してセ
ンタリング状態が保たれるように規制してもヘッドの周
囲部はなんら規制されるものでないため、切削工具（不
図示）による切削時の押付け力がピストン１０３の外周
面に加えられた場合、その影響がピストンヘッドの周囲
部におよび変形する虞があった。

【０００５】本発明の目的は、上述したような従来の問
題点に着目し、これらの問題を解決すべく、ピストン形
状の工作物を旋削するにあたり、これを正確な加工位置
に位置決めし、かつ無理な力を加えることなく芯出し状
態に保持することにより工作不良を防止することのでき
る旋盤治具を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、旋盤主軸に装着され、ピストン形状の
工作物内腔部に嵌合して該工作物を前記主軸方向の加工
位置に位置決めにかかわるワークシートおよび前記主軸
の回転中心に沿って配設した押棒および該押棒を前記工
作物の頂面裏側の中心位置に向けて偏倚させる第１偏倚
力発生手段を有するクランプ治具と、該クランプ治具の
対向位置に回転自在に保持され、前記工作物の頂面周囲
部に当接して該工作物を前記主軸方向の加工位置に位置
決め可能なワーク受部材および前記工作物の頂面中心位
置に係合して当該中心位置を保持するセンターピンおよ
び該センターピンを前記工作物の頂面中心位置に向けて
偏倚させる第２偏倚力発生手段を有する回転センター装
置とを具備し、前記第１偏倚力発生手段による偏倚力を
前記第２偏倚力発生手段による偏倚力にほぼ釣合わせる
ようにしたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明によれば、ピストン形状の工作物を主軸
に装着したクランプ治具のワークシートと回転センター
装置のワーク受部材との間に保持させて工作物の主軸方
向の加工位置を位置決めし、さらにクランプ治具側の第
１偏倚力発生手段により偏倚される押棒と回転センター
装置側の第２偏倚力発生手段により偏倚されるセンター
ピンとを工作物頂面の裏側および頂面側の中心位置に向
けて押し合わすように構成したことで工作物を加工時に
変形させることなく保持させることができる。

【０００８】

【実施例】以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳
細かつ具体的に説明する。

【０００９】図１は本発明の一実施例を示す。ここで、
１は旋盤主軸１０１側に装着され、工作物であるピスト
ン１０３を位置決め保持した状態で主軸１０１により回
転させられるクランプ治具、２は主軸１０１の対向位置
に配設され、主軸１０１の軸方向に移動自在な芯出し台
のクイル１０８に保持される回転センター装置である。
また、１１０および１１１は溝粗バイトおよび溝仕上バ
イトである。かくして本例の場合、クランプ治具１を介
して主軸１０１に位置決め保持され上記の回転センター
装置２によってセンタリング位置に保持されるピストン
１０３に対し、上記のバイド１１０および１１１により
リング溝１０３Ｂの粗削りおよび仕上削りがなされるも
ので、以下に、図２および図３に従いクランプ治具１お
よび回転センター装置２の詳細について説明する。

【００１０】図２において、３はクランプ治具本体、５
はクランプ治具本体３を旋盤主軸１に取付けるためのア
ダプタ、７はアダプタ５とクランプ治具本体３との間を
結合し、治具本体３の周方向の位置決めをしているノッ
クピン、９はアダプタ５に治具本体３を固定するための
止めねじである。治具本体３にはプランジャ状に形成し
た押棒１１のプランジャ部１１Ａを摺動自在に保つプラ
ンジャ孔３Ａ、押棒１１のロッド部１１Ｂを摺動自在に
保つロッド支持孔３Ｂおよび治具本体３の回転力を伝達
するケレー１３が嵌め合わされるケレー保持孔３Ｃが穿
設されている。

【００１１】１５はプランジャ孔３Ａに配設され、押棒
１１を工作物であるピストン１０３の内腔部中心に向け
て偏倚させているばね、１７はばね押え、１９Ａはばね
１５のばね力を調整するための調整ねじ、１９Ｂは調整
ねじ１９Ａに嵌め合わされた緩み止めのロックナットで
ある。２１はクランプ治具本体３の端部に六角孔付きボ
ルト２３で固定されると共に押棒１１のロッド部１１Ｂ
を貫通させ、摺動自在にこれを保持する蓋部材、２５は
その外周部がピストン１０３のスカート内腔部に合わせ
て嵌め合わされ、ピストン１０３の芯出しに協働すると
共に、ケレー１３と係合し、ケレー１３を介して治具本
体３の回転力をピストン１０３に伝達するワークシー
ト、２７はワークシート２３を所定位置に保つためのコ
イルスプリングである。なおここで、押棒１１の機能に
ついてあらためて説明しておくと、この押棒１１のロッ
ド部１１Ｂ先端をこの図２の（Ａ）および図１に示した
ように工作物であるピストン１０３の内腔面中心位置に
向けて偏倚させることにより、後述する回転センター装
置２との間でピストン１０３が変形するのを防止するも
のである。

【００１２】ついで、図３に従って回転センター装置２
の構成の詳細について説明する。

【００１３】回転センター装置２は回転支持部材４に装
備されたセンターピン６およびワーク受部材８を芯出し
状態のまま旋盤主軸側１０１に保持される工作物（ピス
トン）１０３の回転に合わせて協働させるように構成す
るもので、１０Ａおよび１０Ｂはコロガリ軸受、１０Ｃ
はスラスト軸受、１２Ａおよび１２Ｂはそれぞれコロガ
リ軸受１０Ａとスラスト軸受１０Ｃとの間およびスラス
ト軸受１０Ｃとコロガリ軸受１０Ｂとの間に介装され、
個々の軸受１０Ａ〜１０Ｃを所定の位置に位置決めして
いるカラー部材、１４はこれらの軸受１０Ａ〜１０Ｃを
介して回転支持部材４を回転自在に保つと共にモールス
テーパ軸部１４Ａを有し、このモールステーパ軸１４Ａ
からクイル１０８側に装着される回転センター装置用ア
ダプタ（以下でセンター装置アダプタという）である。

【００１４】また、１６は六角孔付きボルト１８でセン
ター装置アダプタ１４の端部に固定され、軸受１０Ａ〜
１０Ｃおよびカラー部材１２Ａ，１２Ｂを位置決め状態
に保つ密閉蓋であり、２０はごみや切削粉がセンター装
置アダプタ１４内に侵入するのを防止する密封部材であ
る。一方、回転支持部材４の内筒部４Ａにはセンターピ
ン６をワーク受部材８の貫通孔８Ａから突出可能に保つ
ためのばね２２が内装されている。２４は内筒部４Ａに
ごみや切り粉が侵入し、センターピン６の摺動を阻害す
るのを防止するために設けた封止用のＯリング、２６は
センターピン６の突出方向の動作を規制している止めね
じ、また２８はワーク受部材８を回転支持部材４の端部
に固定するためのボルト（六角孔付き）である。

【００１５】このように構成した旋盤治具によるピスト
ン１０３のリング溝１０３Ｂ切削時のピストン１０３支
持動作を図１に従って説明する。

【００１６】図１に示したように、工作物であるピスト
ン１０３はクランプ治具本体３にワークシート２５を介
して芯出し状態に保持されると共にクランプ治具１の対
向位置に配置された回転センター装置２の回転自在に保
持されるワーク受部材８の周囲部８Ａがピストン頂面１
０３Ｃの周囲部に当接することでピストン１０３の加工
時における長手方向の位置決め状態が得られる。なおこ
の位置決め時にはクランプ治具１に設けたワークシート
２５がコイルスプリング２７によって付勢されることに
よりワーク受部材８への押付け力が得られるものであ
る。

【００１７】また、この状態で回転センター装置２側の
センターピン６がばね２２のばね力によってピストン１
０３のボス部１０３Ａに設けられているセンター孔に挿
入されると共に、クランプ治具１の方からは押棒１１の
ロッド部１１Ｂ先端がばね１５のばね力により付勢され
ピストン１０３の内腔部中心に当接することで、上述の
センターピン６による軸方の押圧力がほぼ相殺されるよ
うに機能し、また、回転しながら工作されるピストン１
０３に対し、その芯出し状態を正常に維持させることが
できる。なお、その工作の間、回転センター装置２の側
ではセンターピン６およびワーク受部材８がピストン１
０３の回転に同調して回転する。

【００１８】かくして、本実施例によればピストン１０
３のリング溝１０３の削成にあたり、ピストン１０３の
長手方向（軸方向）の位置がワークシート２５とワーク
受部材８とによって規制されると共に、特に変形し易い
ピストン１０３の周囲部がワーク受部材８の周囲部８Ａ
の当接によって変形を規制するように作用する。また、
芯出し状態にピストン１０３を保つセンサーピン６のピ
ストン頂面１０３Ｃへの押圧力がクランプ治具１側の押
棒ロッド部１１Ｂによる頂面裏側からの付勢力によって
相殺されるので、センターピン６の押圧力による変形を
防止することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、旋盤主軸に装着され、ピストン形状の工作物内腔部
に嵌合して該工作物を前記主軸方向の加工位置に位置決
めにかかわるワークシートおよび前記主軸の回転中心に
沿って配設した押棒および該押棒を前記工作物の頂面裏
側の中心位置に向けて偏倚させる第１偏倚力発生手段を
有するクランプ治具と、該クランプ治具の対向位置に回
転自在に保持され、前記工作物の頂面周囲部に当接して
該工作物を前記主軸方向の加工位置に位置決め可能なワ
ーク受部材および前記工作物の頂面中心位置に係合して
当該中心位置を保持するセンターピンおよび該センター
ピンを前記工作物の頂面中心位置に向けて偏倚させる第
２偏倚力発生手段を有する回転センター装置とを具備
し、前記第１偏倚力発生手段による偏倚力を前記第２偏
倚力発生手段による偏倚力にほぼ釣合わせるようにした
ので、ピストン形状の工作物を旋盤加工する場合、拘持
力を弱めることなく、正確にその長さ方向の位置および
芯出し状態を保ったまま変形を規制しつつ旋削を実施す
ることができるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による旋盤加工状態を断面で示す説明図
である。

【図２】本発明にかかるクランプ治具の構成を断面図
（Ａ）および正面図（Ｂ）によって示す説明図である。

【図３】本発明にかかる回転センター装置の構成を断面
図（Ａ）および正面図（Ｂ）によって示す説明図であ
る。

【図４】従来例の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ クランプ治具 ２ 回転センター装置 ３ クランプ治具本体 ４ 回転支持部材 ５ アダプタ ６ センターピン ７ ノックピン ８ ワーク受部材 ９ 止めねじ １０Ａ，１０Ｂ コロガリ軸受 １０Ｃ スラスト軸受 １１ 押棒 １１Ａ プランジャ部 １１Ｂ ロッド部 １２Ａ，１２Ｂ カラー部材 １３ ケレー １４ 回転センター装置用アダプタ（センター装置アダ
プタ） １５，２２ ばね １６ 密閉蓋 １７ ばね押え １８，２８ 六角孔付きボルト １９Ａ 調整ねじ ２０ 密封部材 ２１ 蓋部材 １０１ 主軸 １０３ 工作物（ピストン）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 旋盤主軸に装着され、ピストン形状の工
   作物内腔部に嵌合して該工作物を前記主軸方向の加工位
   置に位置決めにかかわるワークシートおよび前記主軸の
   回転中心に沿って配設した押棒および該押棒を前記工作
   物の頂面裏側の中心位置に向けて偏倚させる第１偏倚力
   発生手段を有するクランプ治具と、 該クランプ治具の対向位置に回転自在に保持され、前記
   工作物の頂面周囲部に当接して該工作物を前記主軸方向
   の加工位置に位置決め可能なワーク受部材および前記工
   作物の頂面中心位置に係合して当該中心位置を保持する
   センターピンおよび該センターピンを前記工作物の頂面
   中心位置に向けて偏倚させる第２偏倚力発生手段を有す
   る回転センター装置とを具備し、前記第１偏倚力発生手
   段による偏倚力を前記第２偏倚力発生手段による偏倚力
   にほぼ釣合わせるようにしたことを特徴とする旋盤治
   具。